发酵工艺放大的优化
发酵工艺学课件第9章 发酵过程的放大
其他的比拟放大方法
由此可以看出，比拟放大虽然必须以理性知 识为基础，但也离不开丰富的实际运转经验， 特别是对于非牛顿流体发酵系统尤其如此。 直到最近，比拟放大的现状仍然如此。
第十章 发酵过程的实验室研究、 中试和放大
工业发酵过程研究，一般分为三种规模或三种阶段： 1、实验室研究：主要是进行菌种筛选和培养条件的 研究，包括培养基的配方，温度、pH，前体（诱导 剂）、金属离子等的优化研究。 2、中试工厂规模：确定菌种培养的最佳操作条件。 3、工厂生产规模：进行大规模生产，取得经济效益 的过程。
比拟缩小的原理、方法与比拟放大相同。
涉及研究结果的放大。
菌种筛选
工厂生产
摇瓶试验 实验室研究
发酵罐试验
中试规模
生物反应器的放大原则（二）
（三）恒定传氧系数kLa放大 这个方法抓住了传氧这一关键因素，目前应用很 多。具体应用中要注意几个问题。 1.小试中要测得准确的kLa值，选择合适的计算公 式。 2.注意各计算kLa公式在放大中参数的变化及适用 范围。 3.按照计算P0/Pg选择通气比，计算Vs求kL来计算
以kLa为基准的比拟放大法
有的菌种在深层发酵时耗氧速率很快，因此 溶氧速率能否与之平衡就可能成为生产的限 制性因素。耗氧速率可以用实验法测定。在 小型试验发酵罐里进行发酵过程，用适当的 仪器记录发酵液中的溶氧浓度。
以Po/V相等为准则的比拟放大
对于溶氧速率控制的非牛顿发酵液系统，把 Po/V相等作为比拟放大的准则就非常方便， 同时也避免了微生物参与所带来的计算kLa的 困难。
第10章 发酵过程的优化和放大
[2*(5.6+5.6+4 [2*(1+2+2)/3]- [2*(162+162+3 0.3074 )/3]-4=6.13 1=2.33 03)/3]-303=115 4.9 1.5 224 0.3804 4.4 2.8 266 0.3420
四、应用
为了更好地理解和说明生物过程优化的方法,下面以 为了更好地理解和说明生物过程优化的方法 下面以 我们的研究结果为例进一步说明。 我们的研究结果为例进一步说明。 我们根据代谢控制育种理论，利用理性育种技术， 我们根据代谢控制育种理论，利用理性育种技术，以 黑曲霉ATCC2660作为出发菌株，经过紫外与亚硝基 作为出发菌株， 黑曲霉 作为出发菌株 胍联合诱变， 胍联合诱变，筛选到一支抗叠氮化钠的高产核糖核酸 酶的突变株SA-13-20。首先利用单次单因子法，确定 酶的突变株 。首先利用单次单因子法， 了其发酵培养基为: 葡萄糖30g/L，玉米粉 了其发酵培养基为 葡萄糖 ，玉米粉120g/L, NH4NO32g/L, K2SO40.087g/L, pH2.2。 。 为了确定培养基各成分和培养条件对发酵产酶的影响， 为了确定培养基各成分和培养条件对发酵产酶的影响， 利用Plackett-Burman设计对总碳量、葡萄糖与玉米 设计对总碳量、 利用 设计对总碳量 粉比例、 起始pH和接种量等 粉比例、NH4NO3量、K2SO4量、起始 和接种量等 6个因子进行了研究。实验方案及其结果见下表。 个因子进行了研究。 个因子进行了研究 实验方案及其结果见下表。
4. 优化
对回归方程求导， 便可得到其极值点， 对回归方程求导 ， 便可得到其极值点 ， 即最优化的 条件。 条件。 各因子的响应面等高图能够直观地描绘各因子相互作 用的情况。如等高线为圆形， 用的情况。如等高线为圆形，则说明因子间的相互作 用可忽略；若为椭圆或马鞍形， 用可忽略；若为椭圆或马鞍形，则因子间的相互作用 对考察目标是非常明显的。 对考察目标是非常明显的。 另外，响应面等高图同样能求出最优化条件。 另外，响应面等高图同样能求出最优化条件。
中药炮制发酵法
中药炮制发酵法中药炮制发酵法是一种利用微生物发酵技术对中药进行炮制和加工的方法，具有提高中药药效、降低毒副作用、扩大适应症等优点。
以下是中药炮制发酵法的主要内容：1.发酵剂制备发酵剂制备是中药炮制发酵法的关键环节之一，包括菌种筛选、驯化、保藏等步骤。
通过对菌种的筛选和驯化，可以获得具有优良发酵性能的菌株，为后续的发酵工艺提供保障。
2.发酵工艺控制发酵工艺控制是中药炮制发酵法的核心环节，包括底物准备、接种、发酵条件控制等步骤。
通过控制发酵条件，可以影响微生物的生长和代谢，从而影响中药炮制发酵产物的质量和产量。
3.发酵产物提取发酵产物提取是中药炮制发酵法的重要环节之一，包括产物分离、纯化、干燥等步骤。
通过对产物的分离和纯化，可以获得目标产物，为后续的应用提供基础。
4.发酵产物分析发酵产物分析是中药炮制发酵法的重要环节之一，包括化学成分分析、药理活性评价等步骤。
通过分析发酵产物的化学成分和药理活性，可以了解产物的质量和药效，为后续的改进提供依据。
5.发酵产物应用发酵产物应用是中药炮制发酵法的目的环节之一，包括临床应用、制剂开发等步骤。
通过将发酵产物应用于临床研究和制剂开发，可以扩大中药的治疗范围和应用形式。
6.发酵安全性评估发酵安全性评估是中药炮制发酵法的重要环节之一，包括急性毒性试验、长期毒性试验等步骤。
通过急性毒性试验和长期毒性试验等安全性评估方法，可以了解发酵产物的毒性和副作用，为后续的应用提供安全性保障。
7.发酵影响因素研究发酵影响因素研究是中药炮制发酵法的关键环节之一，包括温度、湿度、pH值、底物浓度等因素的研究和控制。
通过对影响因素的研究和控制，可以优化发酵条件和提高产品质量和产量。
8.发酵设备研发发酵设备研发是中药炮制发酵法的支撑环节之一，包括发酵装置设计、制造、调试等步骤。
通过设计、制造和调试合适的发酵装置，可以为中药炮制发酵法的工业化生产提供支持和保障。
9.发酵工业放大为了满足工业化生产的需要，需要对中药炮制发酵法进行放大研究。
发酵工艺优化
发酵工艺优化发酵工艺优化从摇瓶试验到中试发酵罐试验的不同之处1、消毒方式不同，摇瓶是外流蒸汽静态加热（大部分是这样的），发酵罐是直接蒸汽动态加热，部分的是直接和蒸汽混合，会因此影响发酵培养基的质量，体积，PH，透光率等指标。
扩大时摇考虑2、接种方式不同，摇瓶是吸管加入，发酵罐是火焰直接接种（当然有其他的接种方式），要考虑接种时的菌株损失和菌种的适应性等。
3、空气的通气方式不同，摇瓶是表面直接接触。
发酵罐是和空气混合接触，考虑二氧化碳的浓度和氧气的融解情况。
4、蒸发量不同，摇瓶的蒸发量不好控制，湿度控制好的话，蒸发量会少。
发酵罐蒸发量大，但是可以通过补料解决的。
5、搅拌方式不同，摇瓶是摇转方式进行混合搅拌，对菌株的剪切力较小。
发酵罐是直接机械搅拌，注意剪切力的影响和无菌的影响。
6、PH的控制，摇瓶一般通过碳酸钙和间断补料控制PH，发酵可以直接流加控制PH，比较方便。
7、温度控制，摇瓶是空气直接接触或者传热控制温度，但是发酵罐是蛇罐或者夹套水降温控制，注意降温和加热的影响。
8、注意染菌的控制方法不一样，发酵罐根据染菌的周期和染菌的类型等可以采取一些必要的措施减少损失。
9、发酵罐可以取样或者仪表时时检测，但是摇瓶因为量小不能方便的进行控制和检测。
10、原材料不一样，发酵所用原材料比较廉价而且粗旷，工艺控制和摇瓶区别很大等等发酵工艺中补料的作用补料分批培养(fed—batch culture简称FBC)是指在分批培养过程中、间歇或连续地补加一种或多种成分的新鲜培养基的培养方法、与传统的分批集中补料培养相比、它有以下优点：(1)可以避免在分批发酵中因—次投料过多造成发酵液环境突变，造成菌丝大量生长等问题，改善发酵液流变等性质，使得发酵过程泡沫得以控制，节省消泡剂，并提高了装罐系数。
(2)可以控制细胞质量，以提高芽抱的比例，并使pH得以稳定。
(3)可以解除底物抑制，产物反馈抑制和分解阻遏。
(4)可以使“放料和补料”方法得以实施。
从摇瓶到发酵罐地发酵放大问题
boss说这是行业内的一个未解之谜。越有鼓包，菌的性能越好。
你们大肠杆菌高密度怎么做到200的？我们做死只能在120-130之间，我们是要表达目标蛋白的，T7启动子，Lac诱导。
诱导点延后到OD达到45以后，用氨水做氮源，甘油做碳源，DO达不到30%以上时补纯氧
回复
高密度培养技术，也就是高密度发酵技术，提高菌体的发酵密度，最终提高产物的比生产率（单位体积单位时间内产物的产量）不仅可以减少培养体积，强化下游分离提取，还可以缩短生产周期，减少设备投资从而降低生产成本，能极大的提高产品在市场上的竞争力．而高密度发酵工艺与优化控制技术在基因工程(Genetic Engineering)类药物上的应用前景广阔，国内外技术空白较多。
我现在做的也和楼主的问题有些相似，就是发酵罐接种后4h左右溶氧回升，后会沉寂几小时后又开始生长，我的表达产物表达得不好，很头疼，看完上面的交流后我觉得我可以试试调整培养基试一试。
据体是几个小时呀？如果是8个小时以上，很有可能是污染和种子退化的问题。培养基的话，目前发现安琪的酵母粉和蛋白胨都不适合做大肠肝菌发酵。
总之吧，摇瓶肯定是基础，只有在摇瓶的基础上进行系统的发酵罐的研究才能真正适合生产。再者，你就是由小罐到大罐的工艺操作还是不尽相同。
仅供参考，大家多交流！
微生物发酵的放大实验，要注意反应罐的培养温度，培养基浓度，PH值，搅拌转速，还要不断的反应罐增加补料。
温度好控制
pH上罐子是可以调节的，在摇床上你只能定时取样检测
一切条件都满足啊，但微量元素我就不敢确定啦，不晓得你们的微量元素是不是20uM/L。
你用的无机盐的培养基呀，加1%的蛋白胨，0.5%的酵母粉，三氯化铁0.2mM，其它微量元素不加都可以的
发酵过程优化与控制(原理部分)
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大型发酵罐 搅拌装置
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现代发酵工程的主要研究内容
1.发酵过程的优化控制技术 2.生化过程的模型化 3.高密度培养技术 4.代谢工程和代谢网络控制 5.新型生化反应器的研究和开发 6.新型发酵和产品分离技术
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第一章
绪论
一. 发酵过程优化在生化工程中的地位 二. 发酵过程优化的目标和研究内容 三. 发酵过程优化的研究进展 四. 流加发酵过程的优化控制
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一. 发酵过程优化在生化工程中的地位
现代生物技术不仅能在生产新型食品、饲料添加剂、 药物的过程中发挥重要的作用，还能经济、清洁地 生产传统生物技术或一般化学方法很难生产的特殊 化学品，在解决人类面临的人口、粮食、健康、环 境等重大问题的过程中必将发挥积极的作用 如何才能更好地发挥现代生物技术的作用？ 以工业微生物为例，选育或构建一株优良菌株仅仅是 一个开始，要使优良菌株的潜力充分发挥出来，还必 须优化其发酵过程，以获得较高的产物浓度(便于下 游处理)、较高的底物转化率(降低原料成本)和较高 的生产强度(缩短发酵周期) 20
养或半连续发酵，是指在分批发酵过程
中间歇或连续地补加新鲜培养基的发酵
方法
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流加发酵的研究进展
在20世纪70年代以前流加发酵的理论研究 几乎是个空白，流加过程控制仅仅以经验为 主，流加方式也仅仅局限于间歇或恒速流加
1973年日本学者Yoshida等人首次提出了 “Fed-Batch Fermentation”这个术语，并从理 论上建立了第一个数学模型，流加发酵的研究 才开始进入理论研究阶段
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基于碳氢化合物的经济转变为基于 碳水化合物的经济
将工业革命世纪转变到生物技术世纪 只有工业微生物才能将来源于太阳能的可再
第八章 发酵过程的放大
“发酵放大是一门艺术，而不是一门科学” —— A.E.Humphrey
就目前为止，生化放大过程一直是一 个难题。
虽然很难用理论分析，但是并不是放大 问题没解决就不能放大，反应器的不足 可以通过工艺及控制手段来弥补，工艺 的欠缺也可以通过改善反应器型式来修 正。
主要内容
2、接种方式不同，摇瓶是吸管加入，发酵罐是火焰 直接接种（当然有其他的接种方式），要考虑接种时 的菌株损失和菌种的适应性等。
3、空气的通气方式不同，摇瓶是表面 直接接触。发酵罐是和空气混合接触， 考虑二氧化碳的浓度和氧气的融解情况。
4、蒸发量不同，摇瓶的蒸发量不好控 制，湿度控制好的话，蒸发量会少。发 酵罐蒸发量大，但是可以通过补料解决 的。
➢ 第一节 发酵放大的原则及方法 ➢ 第二节 以摇瓶取得数据为依据进行发酵过程和发
酵罐放大 ➢ 第三节 小型罐到大型罐的放大
工业发酵过程的放大
第一阶段 实验室规模，进行菌种的筛选和培养基的研究
第二阶段 中试工厂规模，确定菌种培养的最佳操作条件
第三阶段 工厂大规模生产
第一节 发酵放大的原则及方法
2.供氧方面的阻力
于氧：是k1气难1 膜溶；气体：，气所k12 液以界面即；液膜：处液1的膜k13阻；力是：主发要酵k14阻液力；来由
源；
k3
3.耗氧方面的阻力
传递k：；18 胞k15 外：液为膜耗；氧方：面k菌6、的k1k丝67 阻丛力；主要：来细源k1胞7 ；膜另；外
：胞内 受菌
体生理及培k养8 基成分如pH不适、代谢产物积累等影响。
以kLa为基准的比拟放大法
有的菌种在深层发酵时耗氧速率很快， 因此溶氧速率能否与之平衡就可能成为 生产的限制性因素。耗氧速率可以用实 验法测定。在小型试验发酵罐里进行发 酵过程，用适当的仪器记录发酵液中的 溶氧浓度。
发酵放大方法
发酵放大方法发酵罐的比拟放大一、比拟放大的内容：罐的几何尺寸，通风量，搅拌功率，传热面积和其他方面的放大问题，这些内容都有一定的相互关系。
二、比拟放大的依据1、单位体积液体的搅拌消耗功率2、搅拌雷诺准数3、溶氧系数4、搅拌桨末端线速度5、混合时间6、通过反馈控制条件，尽可能使重要环境因子一致。
三比拟放大和它的基本方法比拟放大:是把小型设备中进行科学实验所获得的成果在大生产设备中予以再现的手段，它不是等比例放大，而是以相似论的方法进行放大。
首先必须找出表征着此系统的各种参数，将它们组成几个具有一定物理含义的无因次数，并建立它们间的函数式，然后用实验的方法在试验设备中求得此函数式中所包含的常数和指数，则此关系式在一定条件下便可用作为比似放大的依据。
比拟放大是化工过程研究和生产中常用的基本方法之一。
在发酵工程中是否适用和发酵工程中所用的比拟放大方法发酵过程是一个复杂的生物化学过程，影响这个过程的参数有物理的、化学的、生物的，有些虽然已经被认识了，但目前还不能准确快速地测量，有些则尚未被认识。
现在只研究了少数参数对此过程的关系，而假定其它参数是不变的，实际上不可能都是不变的。
因此发酵生产过程设备比似放大理论与技术的完善，有赖于对发酵过程的本质的深入了解。
发酵工程中所用的比拟放大方法有：等KLa, 等πDN, 等Pg/V, 等Re或动量因子,相似的混合时间等。
发酵过程的控制和监测一、发酵过程的监测内容与方式发酵过程的参数检测意义在发酵过程中，过程状态经历着不断的变化，尤其是批发酵这种状态的变化更快。
底物和营养物由于生物活性而变化，生物量的增加和生物量组成也在变化(包括物理、生化和形态学上的变化），而各种具有生物活性的产物被积累。
发酵过程检测和控制的目的就是利用尽量少的原料而获得最大的所需产物。
（一）发酵过程监控的主要指标1．物理检测指标：温度；压力；搅拌转速；功耗；泡沫；气体流速；粘度等。
2．化学检测指标：pH；氧化还原电位；溶解氧；气体CO2、O2；糖含量；化合物含量等。
发酵工艺概述总结范文
发酵工艺是一种利用微生物的代谢活动，将有机物质转化为人类所需产品的重要工程技术。
本文将从发酵工艺的定义、发展简史、基本内容及生产流程等方面进行概述。
一、发酵工艺的定义发酵工艺是指利用微生物在适宜条件下，对有机物质进行生物转化，产生有经济价值的代谢产物的过程。
发酵过程中，微生物通过酶促反应，将原料中的有机物质转化为人类所需的代谢产物，如食品、药品、化工原料等。
二、发酵工艺的发展简史发酵工艺起源于古代，早在公元前6000年左右，人类就开始利用微生物进行发酵，如酿酒、制醋等。
19世纪末，法国化学家巴斯德提出发酵理论，为发酵工艺的发展奠定了基础。
20世纪初，随着生物化学、微生物学等学科的兴起，发酵工艺得到了快速发展。
20世纪中叶，随着分子生物学、生物工程等技术的应用，发酵工艺进入了一个崭新的时代。
三、发酵工艺的基本内容及生产流程1. 菌种选育与保藏菌种是发酵工艺的核心，其质量直接影响到发酵产品的质量和产量。
菌种选育与保藏主要包括菌种的筛选、纯化、鉴定、遗传育种等。
2. 菌种扩大生产菌种扩大生产是指将选育出的优良菌种进行扩大培养，以获得足够数量的发酵种子。
这一过程主要包括种子罐培养、发酵罐培养等。
3. 发酵过程发酵过程是指将菌种接种到发酵培养基中，在适宜的温度、pH、营养物质等条件下，使微生物进行代谢活动，产生目标产物。
发酵过程主要包括种子发酵、扩大发酵、精制发酵等。
4. 代谢产物的生物合成与分离纯化制备发酵过程中产生的代谢产物需要进行分离纯化，以获得高纯度的产品。
分离纯化方法包括萃取、吸附、结晶、蒸馏等。
5. 发酵过程优化与放大发酵过程优化与放大是指对发酵工艺进行改进，以提高发酵效率、降低生产成本。
这一过程主要包括工艺参数优化、设备选型、操作规程制定等。
四、发酵工艺的应用领域发酵工艺广泛应用于食品、医药、化工、环保等领域。
如：1. 食品工业：酿酒、制醋、发酵豆制品等。
2. 医药工业：抗生素、维生素、酶制剂等。
第八章 发酵中式比拟放大
第三节 发酵中试和发酵罐比拟放大内容
1、发酵中试放大的内容 研究在一定规模设备中操作参数和条件的变化规
律；验证实验室工艺路线的可行性；进行工艺条 件限度实验和过程优化控制；确定小试到放大所 需测定参数及过程控制方法；解决实验室阶段未 能解决或尚未发现的问题。 具体内容有以下几个部分：
（1）生产工艺路线的复审 （2）设备材质与型式选择 （3）搅拌器型式和搅拌速度的考察 （4）反应条件的进一步研究 （5）工艺流程和操作方法的确定 （6）原辅材料和中间体的质量控制
大罐单位体积需要通风量要比小罐单位体积通风量 小的多。
（3）搅拌功率放大 搅拌功率是影响溶氧量的关键因素，搅拌功率放
大是放大主要内容，性质固定液体，功率取决于 转速n和叶轮直径Di,一般Di固定，放大就主要是转 速问题。 ①按雷诺系数Re相等放大 ②单位体积液体消耗功率P0/V相等放大
③按体积溶氧系数相等放大 ④搅拌器末端线速度相等放大 ⑤按单位体积搅拌循环量F/V相等放大
第四节 发酵中试比拟放大的方法
1、比拟放大的基本方法 将在小型设备中进行的科研成果放在大生产设备
中再现的过程，便是比拟放大。 基本方法：找出表征系统的各种参数，并将之组
成一个具有物理含义的无量纲量，由此再建立函 数关系式；用实验方法在试验设备中求得函数式 中包含的常熟和指数；将此确定的函数关系式用 于与试验设备几何相似的大型设备设计。 比拟放大不是简单按比例放大，而是建立在几何 相似、培养条件相同和微生物在反应器中充分分 散的假设基础上的。 一般生物工业生产中，放大倍数在10-200。
一致。
3、物料衡算
意义：是化工计算中最基本和重要内容，也是能 量衡算基础；揭示物料利用情况；了解产品得率 最佳值和设备生产能力潜力；掌握各生产设备匹 配情况。
发酵工艺放大的优化
发酵工艺放大的优化 摘要 发酵工艺的优化有多种目的,通过优化以期增加成品的产量,但优化过程必须遵循药品生产质量管理规范(G M P)原则、有效利用现有的设备并符合预期的最终生产规模。
经基因修饰超量产生重组蛋白的微生物具有优势,绝大多数工艺仅采用三类菌种,即大肠杆菌、酿酒酵母和巴氏毕赤酵母。
本文概括了作者为保证生物制药发酵工艺放大方法的有效性所设计的一些基本原理。
关键词 优化 发酵工艺 表达 放大 在项目可行性策略分析中包括发酵工艺的优化,一旦证明所选菌种可用于生产,优化工作即已开始,表明已经构建出了表达系统,至少从理论上应该将表达系统视为已优化系统。
在进行漫长而又昂贵的优化工作之前,建立稳定的菌株非常重要,至少需要保持从细胞库建立到大规模发酵(包括预培养)所需代次的稳定。
以质粒为基础的表达系统有时不稳定,有几个参数能够影响质粒的分离不稳定性。
每种质粒的稳定性各不相同,这取决于宿主菌株,高度的不稳定性与低拷贝数质粒有关。
插入的DNA大小影响质粒的稳定性:质粒越大越不稳定。
培养条件(如温度、培养基组成和生长速率等)也能改变质粒的稳定性。
对数生长期后期质粒丢失非常明显,基因表达期间质粒的不稳定性增加,经常应用抗生素来稳定质粒。
由质粒编码补偿宿主的营养缺陷比用抗生素调节更为合适,然而营养缺陷型菌株培养基的制备非常繁琐。
插入p arB(hok sok)基因座可以稳定质粒,通过质粒的分离能杀死丢失质粒的细胞。
另一种情况是将插入的DNA片段整合到宿主染色体中,常见的例子是巴氏毕赤酵母构建体,但基因整合后会降低基因表达水平。
生产菌株和表达载体的选择将取决于是组成型表达还是诱导型表达。
表达产物是在胞质区室还是分泌到外周培养液中。
如果菌株是从本实验室外获得的,必须对原始菌株来源和克隆步骤的质控文件进行评估,并需获得具有资质的质量保证部门批准后才能使用。
应优化目的基因的密码子使用以促进其在选定微生物中的表达。
必须立即通过摇瓶培养进行表达水平筛选,从而发现能够高水平表达重组蛋白的克隆。
从摇瓶到发酵罐的发酵放大问题
从摇瓶到发酵罐的发酵放大问题发酵发酵罐重复性标题:从摇瓶到发酵罐的发酵放大问题摘要:从摇瓶到发酵罐的发酵放大问题我在实验室50ml 250ml三角瓶做，37℃150rpm；放大到300L发酵罐，转速180rpm（不能调），风量要控制在多少合适啊？这个细菌是微好氧的。
有一次，溶氧都降到2%了，反而结果还比前几次好。
但是产物也只有摇瓶做的50%。
怎么优化啊？回复：溶氧控制在转速180rpm时，是比较扯淡的，因为转速不足以把微量空气氧打散到促进气液两相的传质程度！！（我在10L罐上……关键词:发酵发酵罐重复性回复：优化大罐需要考虑：罐压，接种量，pH范围，通气量范围，起使转速，温度，DO范围。
这些都是必须考虑的，你可以适当固定1到2个条件，看看生长怎么样。
穷孩子，发酵罐和摇瓶相差太大，因为整体的机制不甚相同，我觉得最大的区别在于1 摇瓶靠的是离心力，而发酵罐是真正的剪切，有些菌种在摇瓶中生长良好，但到发酵罐上由于剪切作用而无法结团，所以很多时候两者是不一样的。
2 溶氧问题：上面几位说得很全了，我就不多说了:P流加式的，你在摇瓶上无法实现持续流加吧，但是发酵罐是可以的。
测到（但是现在已经出现直接跟着检测系统的摇瓶系统），所以你无法维持一个恒定的pH。
发酵罐可以通过在线控制pH值恒定5 数据：你做发酵，最重要的是得到合适的配方与工艺吧，往往在发酵罐上可以比较全地反映出你的整个发酵状态，什么时间菌体疯狂生长，什么时间进入产素阶段，根据一些指标可以看得出来，所以摇瓶只是表层，发酵罐才是深层，总之吧，摇瓶肯定是基础，只有在摇瓶的基础上进行系统的发酵罐的研究才能真正适合生产。
再者，你就是由小罐到大罐的工艺操作还是不尽相同。
仅供参考，大家多交流！微生物发酵的放大实验，要注意反应罐的培养温度，培养基浓度，PH值，搅拌转速，还要不断的反应罐增加补料。
温度好控制pH上罐子是可以调节的，在摇床上你只能定时取样检测溶氧就差的很大了，摇床上基本就是缺氧的，上罐子因为有通气所以在一定条件下能确保溶氧，这样会导致用摇床摇菌的时间远远大于上罐子的时间，我现在做的菌，在摇床上基本是16小时左右吧，上罐子就6、7个小时不锈钢最怕氯离子了,特别是盐酸.酸的种类多了,看你需要补课的多,还是自己先学一阵子先吧.回复选择硫酸或磷酸即可不知楼主为何选盐酸:sweat:回复不锈钢最怕氯离子啦，尤其是盐酸，有些用自来水的厂子都要严格控制水中氯的含量！你们做多久啦？多大的罐子呀？发酵罐是压力容器，先停下来检修吧，不然出了事就是人命关天的大事:cat3:回复主要看HCl在发酵过程中起什么作用，是否可以替换。
克拉维酸发酵罐发酵工艺优化高春霞罗斌花远志邱崇顺杨莉
克拉维酸发酵罐发酵工艺优化高春霞罗斌* 花远志邱崇顺杨莉发布时间：2021-08-24T07:56:09.277Z 来源：《中国科技人才》2021年第13期作者：高春霞罗斌* 花远志邱崇顺杨莉[导读] 克拉维酸（clavulanic acid C A），又名棒酸。
关于克拉维酸发酵罐工艺优化的研究较少。
因此本研究为提高克拉维酸发酵效价及市场竞争力优化克拉维酸发酵罐发酵工艺。
内蒙古联邦制药有限公司内蒙古巴彦淖尔市 015000摘要：克拉维酸（clavulanic acid C A），又名棒酸。
关于克拉维酸发酵罐工艺优化的研究较少。
因此本研究为提高克拉维酸发酵效价及市场竞争力优化克拉维酸发酵罐发酵工艺。
对克拉维酸生产中种子罐的pH、接种量及发酵罐的发酵培养基基础料、接种量进行优化，并进行了5个批次的100 m3实验罐放大培养。
种子罐菌株CV7G-1705-008 的最佳初始 pH 为6.8，接种量为0.1%，发酵罐发酵培养基中大豆蛋白粉、豆油与甘油的最佳配比为 2.2%、1.2%、和 1.0%。
发酵罐最适接种量为15%，在发酵22 h 后严格控制发酵液中甘油流加量，使其残留量维持在1-3 g/L，菌株CV7 G-1705-008发酵工艺进一步在100m3发酵罐上实现放大，菌株的克拉维酸发酵单位产率提高了24.3%。
对克拉维酸生产中种子罐和发酵罐的相关参数进行调控，优化克拉维酸发酵工艺，提高发酵效价，为优化克拉维酸发酵工艺提供了新思路。
关键词：克拉维酸；工艺优化；发酵罐克拉维酸是一种天然产物，由棒状链霉菌产生，为油状液体，常温下很不稳定。
其钠盐是针状晶体，旋光度[a]D 24 约为+54。
克拉维酸是由 β-内酰胺环与噁唑环构成的双环体系，为一稠合双环 β-内酰胺结构[1-2]。
克拉维酸自身抗菌活性很低，但却是广谱的酶抑制剂，能够与青霉素、头孢菌素等一起使用发挥协同作用，提高它们对β-内酰胺酶的耐药菌的抗菌活性[3]。
第七章发酵工艺控制
如：许多抗生素和色素的发酵
第二节
一、物理参数
工业发酵过程的主要 控制参数
1、温度 与温度有关的因素： 氧在培养液中的溶解度和传递速率 菌体生长速率和产物合成速率 测量工具：铂电阻或热敏电阻
• 2、压力（Pa）
与压力高低有关的因素： 罐压高低与氧和CO2在培养液中的溶解度有关 罐压一般范围： 0.2×105～0.5×105 Pa 测量工具： 隔膜法压力表或压敏电阻压力表
1、分批发酵
概念：
分批发酵：指将微生物和营养物一次性加入发酵 罐中，经过培养生长，最后一次收获的培养方式， 中间除了空气进入和尾气排出，没有物料交换。 在分批发酵中，培养基是一次性加入，不再 补充，随着微生物的生长繁殖活跃，营养物质逐 渐消耗，有害代谢产物不断积累，因此其生长速 度将随时间发生有规律性的变化。
2.补料分批培养的优缺点 优点：与分批培养相比
① 解除底物抑制和葡萄糖的分解阻遏效应。 ② 可以避免在分批发酵中因一次投料过多造成 细胞大量生长所引起的一切影响；
③ 可用作为控制细胞质量的手段，以提高发芽 孢子的比例； ④ 可作为理论研究的手段，为自动控制和最优 控制提供实验基础。
与连续培养相比优点
④ 衰亡期
细胞死亡率增加，明显超过新生率，进入 衰亡期。多数发酵在到达衰亡期前就结束。 特点：活的细胞数目以对数速率急剧下降、 细胞裂解或自溶。衰亡期比其它期相对较 长。
分批发酵优缺点：
•
① ② ③ ④
优点：
操作简单 周期短 染菌机会少 产品质量易于控制
•
缺点：
① 生产能力不是很高 ② 非生产周期较长，使得发酵成本高
三、生物参数
1、菌体形态 菌体形态是衡量种子质量、区分发酵阶段、控 制发酵过程的代谢变化和决定发酵周期的依据之 一。 用显微镜观察菌体形态 2、菌体浓度 概念：菌体浓度是指单位体积培养液中菌体的 含量。 根据菌体浓度的大小决定适合的补料量和供氧 量，同时可判断目的产物的产量是否达到最大量。
发酵工程发酵罐放大与设计解读
几何尺寸放大
放大倍数m指罐的体积增加倍数，即 ∵几何相似，∴ H1 H 2 D1 D2
m V2 V1
则
V2 V1
4
D2 2 H 2
4
D12 H1
4
D2 2 D2
4
D12 D1
( D2 )3 D1
m
∴
H2 D2 3 m
传热工程
产热Q1 V罐体积
传热Q2 A罐表面积
V↑，
A V
1↓
R
∴除了筛选耐高温菌株外，改善发酵罐的传热性能十分关
键。
3.发酵罐设计的基本要求
发酵罐能在无杂菌污染条件下长期运转。搅拌器轴 封严密，减少泄漏；结构紧凑，附件少；无死角， 内壁光滑；管道等尽可能焊接，少用法兰；可维持 一定正压；取样口易于灭菌，各部分能单独灭菌。
传质效果好（传氧性能好，KLa大） 。 有足够的冷却面积（传热性能好，冷却能力强）。
功耗低（传递效率高，节能）。
采用不锈钢，耐腐蚀及可以高温灭菌。
应有基本控制系统（如T、pH、甚至DO2）。 具有消泡功能（机械消泡或补消泡剂）。 具有取样装置和冷却装置（防止水分损失）。 要求放料、清洗、维修等操作简便，劳动消耗低。 实验罐、中试罐应与生产罐有相似的几何形状，
5T以下用外夹套式，K传热系数=400-600kJ/m2 hr•℃
竖式蛇管(热交换强、蛇管设于罐内，不易清洁)
5T以上；K传热系数=1200-1890kJ/m2•hr•℃ 竖式列管（排管）：
传热系数较蛇管低，但冷却水流速较蛇管大，适用于气 温较高，水源充足的地区。
三、通用式发酵罐的设计与放大
8第八章 发酵过程的放大
3.菌丝受机械损伤的差异
摇瓶培养：菌体只受液体的冲击或沿着 瓶壁滑动影响——机械损伤很轻； 发酵罐培养：受搅拌叶的剪切力、搅拌 时间的长短等——机械损伤程度远远大 于摇瓶培养。
搅拌增加菌体受损伤的程度
菌体内核酸类物质的漏出率与搅拌转速、 搅拌持续时间、搅拌叶的叶尖线速度、 培养液单位体积吸收的功率及Kla值成 正比关系
一、从摇瓶取得发酵罐放大有用参数的方法及原 理 二、 以摇瓶取得数据为依据进行发酵过程和发酵 罐放大 三、 小型罐到大型罐的放大
工业发酵过程的放大
第一阶段
实验室规模，进行菌种的筛选和培养基的研究
第二阶段 中试工厂规模，确定菌种培养的最佳操作条件
第三阶段 工厂大规模生产
第一节、从摇瓶取得发酵罐放大有用参数 的方法及原理
上式称为流变性方程，其图解形式叫做流变图。 生物反应醪液多属与时间无关的粘性流体范围（表 5-1）。
f ( )
表5-1 与时间无关的纯粘性流体的流变特性
类别 牛顿型 流变性方程 表观粘度a 恒定不变 a 示 例
假塑型 K n ,0 n 1 随剪切率的增加而 减少 a K n1 (幂律) 膨胀型 (幂律) 平汉塑型
₰ 丝状菌发酵中，高粘度发酵液的表观粘度明显 随剪切速率的不同而变化。 ₰ 同一反应器中，离搅拌器远近位置的不同，流动 特性明显不同。 ₰ 一般丝状菌的发酵液呈假塑性流体、胀塑性流 体等非牛顿性流体特性，并且发酵液的流动特性 还随时间而变化。 ₰ 微小颗粒悬浮液的粘度是多种因素的函数，除 依赖菌体颗粒的浓度外，还受颗粒的形状、大小、 颗粒的变形度、表面特性等因素影响。霉菌或放 线菌等的发酵中，发酵液的流动特性常出现大幅 度变化。
发酵工艺优化与放大
发酵工艺优化与放大
发酵工艺优化与放大是目前发酵生物技术发展的重要方向。
发酵技术所
获得的细胞体是进行特定化学反应和发酵过程中不可或缺的成分，而发酵工
艺优化与放大就是为了提高发酵过程中细胞体的数量，以常规工艺或创新工
艺实现发酵过程中细胞体的总量增加，从而提高发酵反应中产生有用产物的
数量和质量。
发酵工艺优化和放大有很多技术，按不同的目的主要分为生物反应器的
结构优化、运行条件的优化、培养基的优化和微生物种的选择优化等。
首先，根据发酵反应体系的特点，优化生物反应器的结构，如容积优化，提高生物
反应器的效率；其次，控制运行参数，根据实验条件和精细控制，可以调节
发酵系统的最佳性能，进而优化发酵反应；然后，优化培养基组分，研究媒
介组分间的质量比例，选择影响微生物生长发酵系统性能最优的培养基组分；最后，改变微生物种类，选择不同生长发酵系统性能优越的微生物种，来改
变发酵过程总体产物的生成和成质量。
发酵工艺优化与放大不仅可以提高发酵效率，减少生产成本，而且可以
提升产品的质量、效果和安全性，为工业生物技术的发展提供了很多帮助，
产品的价值也被大大提高。
总之，发酵工艺优化与放大是实现发酵技术研发和应用的关键。
经过发
酵工艺技术的优化与放大，可以有效提高发酵过程的产物数量和质量，实现
发酵技术的研发和应用。
发酵工艺优化[整理]
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发酵工艺优化发酵工艺优化从摇瓶试验到中试发酵罐试验的不同之处1、消毒方式不同，摇瓶是外流蒸汽静态加热（大部分是这样的），发酵罐是直接蒸汽动态加热，部分的是直接和蒸汽混合，会因此影响发酵培养基的质量，体积，PH，透光率等指标。
扩大时摇考虑2、接种方式不同，摇瓶是吸管加入，发酵罐是火焰直接接种（当然有其他的接种方式），要考虑接种时的菌株损失和菌种的适应性等。
3、空气的通气方式不同，摇瓶是表面直接接触。
发酵罐是和空气混合接触，考虑二氧化碳的浓度和氧气的融解情况。
4、蒸发量不同，摇瓶的蒸发量不好控制，湿度控制好的话，蒸发量会少。
发酵罐蒸发量大，但是可以通过补料解决的。
5、搅拌方式不同，摇瓶是摇转方式进行混合搅拌，对菌株的剪切力较小。
发酵罐是直接机械搅拌，注意剪切力的影响和无菌的影响。
6、PH的控制，摇瓶一般通过碳酸钙和间断补料控制PH，发酵可以直接流加控制PH，比较方便。
7、温度控制，摇瓶是空气直接接触或者传热控制温度，但是发酵罐是蛇罐或者夹套水降温控制，注意降温和加热的影响。
8、注意染菌的控制方法不一样，发酵罐根据染菌的周期和染菌的类型等可以采取一些必要的措施减少损失。
9、发酵罐可以取样或者仪表时时检测，但是摇瓶因为量小不能方便的进行控制和检测。
10、原材料不一样，发酵所用原材料比较廉价而且粗旷，工艺控制和摇瓶区别很大等等发酵工艺中补料的作用补料分批培养(fed—batch culture简称FBC)是指在分批培养过程中、间歇或连续地补加一种或多种成分的新鲜培养基的培养方法、与传统的分批集中补料培养相比、它有以下优点：(1)可以避免在分批发酵中因—次投料过多造成发酵液环境突变，造成菌丝大量生长等问题，改善发酵液流变等性质，使得发酵过程泡沫得以控制，节省消泡剂，并提高了装罐系数。
(2)可以控制细胞质量，以提高芽抱的比例，并使pH得以稳定。
(3)可以解除底物抑制，产物反馈抑制和分解阻遏。
(4)可以使“放料和补料”方法得以实施。
蛋白表达 工艺 放大
蛋白表达工艺放大一、蛋白表达工艺放大的重要性蛋白表达工艺放大可不是个简单的事儿，就像把小树苗培育成大树一样，小范围能做好，不代表大规模就没问题。
在小试的时候，各种条件相对好控制，就像在小花园里精心照顾几盆花。
可一旦要扩大规模，那就是从花园到大片农田的转变。
比如说，小试的时候可能用个小烧瓶就能搞定，但是放大后可能就得用到大型的发酵罐了。
这中间涉及到很多因素的变化，像温度、pH值、搅拌速度等等。
如果这些因素控制不好，那蛋白表达的质量和产量可能就会大打折扣。
二、放大过程中的关键因素1. 设备因素设备的大小和形状对蛋白表达有很大影响。
大型设备的传热、传质和混合效果与小型设备有很大区别。
比如说，小型发酵罐里，热量可能很快就能散发出去，但是大型发酵罐就没那么容易了。
而且大型设备里的液体流动模式也更复杂，可能会有一些死区，导致部分蛋白表达不均匀。
设备的材质也很关键。
不同的材质可能会吸附蛋白或者影响反应的进行。
就像有的容器表面粗糙，蛋白就容易附着在上面，减少了最终的产量。
2. 反应条件温度的控制难度在放大过程中会增加。
在小试时，温度可能波动比较小，但是放大后，要维持整个体系在一个稳定的温度就不容易了。
因为热量散发的速度和方式都改变了，可能需要更强大的温控系统。
pH值也一样。
大规模反应时，加入的缓冲液的量和分布可能不均匀，这就会导致不同区域的pH值有差异，从而影响蛋白的表达。
搅拌速度也是个麻烦事儿。
搅拌慢了，营养物质和细胞不能充分混合，蛋白表达就不好；搅拌快了，又可能会对细胞造成损伤，就像一阵狂风把小树苗吹倒了一样。
三、应对策略1. 设备优化在选择大型设备的时候，要尽可能选择那些传热、传质和混合效果好的设备。
可以参考以前类似规模的项目经验，或者咨询设备制造商的专业意见。
对于设备材质的问题，可以进行一些预处理。
比如对容器内壁进行特殊涂层处理，减少蛋白的吸附。
2. 反应条件精细调整建立更精确的温度监控和调控系统。
可以在不同的位置设置温度传感器，实时监测温度的变化，然后根据这些数据来调整加热或者冷却装置。
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发酵工艺放大的优化 摘要 发酵工艺的优化有多种目的,通过优化以期增加成品的产量,但优化过程必须遵循药品生产质量管理规范(G M P)原则、有效利用现有的设备并符合预期的最终生产规模。
经基因修饰超量产生重组蛋白的微生物具有优势,绝大多数工艺仅采用三类菌种,即大肠杆菌、酿酒酵母和巴氏毕赤酵母。
本文概括了作者为保证生物制药发酵工艺放大方法的有效性所设计的一些基本原理。
关键词 优化 发酵工艺 表达 放大 在项目可行性策略分析中包括发酵工艺的优化,一旦证明所选菌种可用于生产,优化工作即已开始,表明已经构建出了表达系统,至少从理论上应该将表达系统视为已优化系统。
在进行漫长而又昂贵的优化工作之前,建立稳定的菌株非常重要,至少需要保持从细胞库建立到大规模发酵(包括预培养)所需代次的稳定。
以质粒为基础的表达系统有时不稳定,有几个参数能够影响质粒的分离不稳定性。
每种质粒的稳定性各不相同,这取决于宿主菌株,高度的不稳定性与低拷贝数质粒有关。
插入的DNA大小影响质粒的稳定性:质粒越大越不稳定。
培养条件(如温度、培养基组成和生长速率等)也能改变质粒的稳定性。
对数生长期后期质粒丢失非常明显,基因表达期间质粒的不稳定性增加,经常应用抗生素来稳定质粒。
由质粒编码补偿宿主的营养缺陷比用抗生素调节更为合适,然而营养缺陷型菌株培养基的制备非常繁琐。
插入p ar B(hok sok)基因座可以稳定质粒,通过质粒的分离能杀死丢失质粒的细胞。
另一种情况是将插入的DNA片段整合到宿主染色体中,常见的例子是巴氏毕赤酵母构建体,但基因整合后会降低基因表达水平。
生产菌株和表达载体的选择将取决于是组成型表达还是诱导型表达。
表达产物是在胞质区室还是分泌到外周培养液中。
如果菌株是从本实验室外获得的,必须对原始菌株来源和克隆步骤的质控文件进行评估,并需获得具有资质的质量保证部门批准后才能使用。
应优化目的基因的密码子使用以促进其在选定微生物中的表达。
必须立即通过摇瓶培养进行表达水平筛选,从而发现能够高水平表达重组蛋白的克隆。
培养条件的优化优化的主要目的是尽可能地提高产量,该过程可从实验室规模的纯化工艺开始,采用最少量的现有质控工具来定量和评估产品质量。
发酵程序影响杂质类型,进而严重影响下游加工(D SP)的功效。
同样,发酵条件能够决定目的蛋白是以可溶性形式还是以不溶性形式存在,这进一步影响D SP和纯化产品的质量和产量。
在高产菌株中,超量产生也能造成某些因子耗竭,而这些因子对于维持蛋白质的良好构象是必需的。
因此,发酵条件的优化必须与提纯工艺的优化同步进行,因为它们之间彼此相互影响。
发酵工艺和D SP开发人员之间的交流质量是工艺放大成功的关键。
参考文献1 L usso P et al.V accine,2002;20(15):196421967 2 N ardese V et al.N at Struct B i o l,2001;8:61126153 L usso P et al.V iro logy,2000;273:2282240(2002210225收稿)—16—2003年 第26卷 第2期 发酵工艺的优化研究可通过每次改变一个因素、或同时改变几个参数来进行,并运用统计学分析寻找它们之间的相互作用。
按统计学要求设计实验是一种有组织的方法,这样每次实验获得的可靠资料要多于无计划研究。
统计资料分析可使不同实验变量之间的相互作用更为具体化,并可预测实验未直接涉及的其他方面的反应数据。
对工艺开发人员来说,最重要的研究内容之一是确定能够影响产品产量或质量的可变因素。
发酵可以采用分批、补料2分批和连续培养三种方式进行。
连续培养在制药工业领域不常用,因为采用这种方式发生突变和污染的可能性较高,且每批的规模界限不清。
分批培养过程简单但费力;补料2分批培养模式是唯一可达到高细胞密度的培养方法,它比较复杂,但可对菌株的代谢进行控制。
对于酿酒酵母,高葡萄糖浓度能诱导C rab tree效应:即使在不限制氧的情况下,酵母还是能进入发酵代谢阶段。
通过采用补料2分批培养方式可以控制酵母代谢。
在肉汤培养基中,限制补料葡萄糖的浓度,可以使酿酒酵母在呼吸代谢阶段呈高密度生长,同时避免大肠杆菌产生乙酸盐。
常通过比较每天重组蛋白的产量来选择最经济的工艺过程。
培养基既可以是完全确定成分培养基,也可以是含蛋白胨的综合培养基。
综合培养基制备容易、廉价,并可使工程菌快速生长,但分析困难,且每批间易产生差异。
对于微生物的繁殖生长及上清液中分泌性蛋白的纯度,确定成分培养基优于综合培养基。
两种培养基中碳源的选择至关重要,对于大肠杆菌,高浓度葡萄糖将造成乙酸盐积累,降低生物量产量和表达水平。
因此,对于大肠杆菌,选用甘油作为碳源比用葡萄糖好。
甘油可抑制巴氏毕赤酵母乙醇氧化酶启动子,M u t+菌株诱导期间最好避免使用甘油,对于M u t S菌株可用山梨醇代替甘油,并用混有甲醇的补料2分批培养基替代。
如可能应尽量避免使用动物来源的原料,如必须使用,所用原料必须是在无传染性海绵状脑病(T SE)的国家生产的。
培养液pH的优化是关键性因素,特别是对于酵母分泌蛋白,因为酵母可在很宽的pH范围内生长。
pH的选择取决于重组蛋白表达的稳定性,在低pH培养巴氏毕赤酵母可避免蛋白水解酶的降解作用,这种酵母在pH低至2.2时不能生长。
温度对所表达蛋白的溶解性以及产量具有重要作用,在甲醇诱导阶段,温度从30℃降至25℃,将使克隆在巴氏毕赤酵母中的半乳糖氧化酶的产量增加4倍。
对于补料2分批发酵过程,以指数形式补料将使细胞以恒定生长速率生长,这对重组蛋白的表达十分有利。
如果达到高生长速率,溶解氧经常是一个限制性因素。
对于甲醇营养型酵母,维持细胞在呼吸代谢阶段、避免培养液中甲醇的过度积累是关键,否则会引起快速中毒。
空气与氧气混合供给是有益的。
加压可提高培养液中溶解氧的浓度,但也相应增加了溶解的二氧化碳浓度,因此或许并不合适。
限制溶解氧有时对表达有益,克隆到大肠杆菌中的酶在L2阿拉伯糖可诱导载体中的表达即为这种情况。
当氧摄取速度最大、而溶解氧浓度为零时,立即进行重组蛋白表达的诱导是最合适的时机。
影响发酵工艺放大的因素包括传代次数、突变的可能性、培养液的灭菌、温度和pH 调节的质量、振荡、通气量和压力。
进行工艺放大的最好方法是首先将要达到的最终生产规模的培养条件缩小至中试规模。
当扩大规模后,培养液将变得越来越不均匀。
对于大型发酵罐,在反应器的某些局部区域内氧处于耗竭状态。
形成的工艺必须通过某些质控部门的检定和验证以证明该工艺的稳定性、可靠性和可重复性,所有的仪器设备必须按G M P要求进行验证,包括安装确认、在位清洗(C IP)—26—《国外医学》预防、诊断、治疗用生物制品分册验证、在位灭菌(S IP)验证、维护和校准方案的验证等,发酵工艺直到 期临床阶段都可以改进,但必须按最终生产规模进行。
异源蛋白生产的优化始于设计良好的重组菌株的构建,发酵工艺的改进策略涉及菌株特性和重组蛋白性质方面的知识。
发酵工艺的完善要考虑来自D SP改进、最终生产规模和G M P要求的反馈信息。
即使发酵工艺已经尽可能地趋于标准化,但仍有研究表明即便是微小的改进也可能大大提高生产率。
发酵工艺的最优化应该采用两个层次的方式进行,首先以本文描述的和其他合理科学的优化方法进行,在第二种方式中对表达蛋白特性的研究提示,对更多的特殊参数进行试验。
例如,添加辅因子或底物能够稳定酶,进而增加终产量。
在这一研究领域,科学家的想象力和创造力可获得超出最佳多因素实验设计所能达到的杰出成果。
(张振龙编译 李 津校)参考文献1 T h iry M et al.T rends B i o techno l,2002;20(3):1032 1052 Enfo rs S et al.J B i o techno l,2001;85:17521853 Do ig SD et al.Enzym e M icrob T echno l,2001;28:2652 274(2002209209收稿)免疫佐剂作用机理研究进展中国药品生物制品检定所(100050) 徐 苗综述 王国治审校 摘要 人们对佐剂的期望不仅是提高抗体的量,还在于优化抗体的质及特异性诱导有效的细胞免疫应答。
随着对佐剂作用机理研究的逐渐深入,人们提出了模式识别理论等新观点。
本文试对佐剂机理的研究作一概述。
关键词 佐剂 作用机理 模式识别理论 高度纯化的新型疫苗虽具良好的抗原特异性和低毒性,但免疫原性低,需要配合高效的佐剂使用。
经典的铝佐剂在提高抗体水平和安全方面已获长期的实践证实,但其本身的一些缺陷加上对其作用机理了解较少,使之很难满足新型疫苗发展的需要[1,2]。
因此,对新佐剂的开发及对其作用机理的深入研究势在必行。
1 佐剂作用方式的初步探讨 研究佐剂作用方式,有助于人们利用佐剂增强免疫应答、诱导机体选择性地产生特异性免疫应答和减少副反应。
佐剂作用方式可概括为以下五种[3]:1.1 免疫调节作用 指调节细胞因子网络的能力。
不同的佐剂诱导抗原提呈细胞(A PC)分泌不同的细胞因子,促使T h前体细胞向T h1或T h2不同的亚型分化。
T h1细胞可分泌Χ干扰素(IFN2Χ)、白细胞介素2(I L22)、Α肿瘤坏死因子(TN F2Α)等介导细胞免疫,辅助特异性IgG2a类抗体的产生;T h2细胞则分泌I L24、5、10、13,辅助IgG1亚类和IgE的产生。
1.2 抗原提呈作用 指佐剂保持抗原构象完整并提呈给适当免疫效应细胞的能力。
佐剂可影响A PC摄取抗原和分泌I L21、诱导T h1 T h2转换、协助B细胞记忆和抗体亲和力成熟等。
1.3 诱导CD8+细胞毒性T细胞(CTL)应答 通过与细胞膜融合或保护抗原肽,佐剂可促进相应肽掺入M HC 类分子并维持二者结合,同时期望通过诱导IFN2Χ和TN F2Α—36—2003年 第26卷 第2期。